同伴教學法在光電子技術課程教學中的應用研究

陳浩 周自剛 段旭梅 王慧麗 韓艷玲 楊永佳

摘 ?要：文章依據建構主義學習理論，運用翻轉課堂教學模式，采用同伴教學法，建立以課堂、觀點、方法和要素為單元的COME育人模型，并且在光電子技術課程教學中運用實踐。結果表明：同伴教學法可以有效提高光電信息科學與工程專業大班教學形式的互動性，還可以培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。

關鍵詞：建構主義學習理論;翻轉課堂;同伴教學法;COME模型;光電子技術

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ?文章編號：2096-000X（2019）22-0110-04

Abstract： Based on the constructivist learning theory， this paper uses the flipped classroom teaching model and the Peer-Instruction method to establish a COME education model with classroom， viewpoints， methods and elements as the unit， and applies the practice in the teaching of photoelectronic technology courses. The results show that the Peer-Instruction method can effectively improve the interactive teaching form of large classes of photoelectric information science and engineering major， and can also train students' comprehensive ability and advanced thinking to solve complex problems.

Keywords： Constructivism Learning Theory; flipped classroom; Peer-Instruction; COME Model; Optoelectronic Technique

前言

隨著我國步入中國特色社會主義新時代，黨中央、國務院作出建設世界一流大學和一流學科的重大戰略決策。習近平總書記在十九大報告中強調[1]，“加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展”。2018年教育部發布《關于高等學校加快“雙一流”建設指導意見》[2]，明確“雙一流”建設的核心是人才培養，同時明確一流本科教育在“雙一流”建設中的重要地位。實踐表明，專業是人才培養的基本單元，而課程是人才培養的核心要素。但目前我國高校課程教學普遍存在短板和瓶頸，例如：如何將傳統教學與信息化教學有機融合，如何提高專業大班教學互動性，如何培養學生解決復雜問題的綜合能力等問題。

為此，本文基于建構主義學習理論，采用翻轉課堂教學模式下的同伴教學法，建立COME育人模型，提高教學形式的互動性，從而營造一個生生互動、師生互動的學習環境，切實提高專業課大班課堂學生參與度，促進學生自主學習和自我意義建構，提升學生綜合素質發展。

一、理論與模型

（一）建構主義學習理論

建構主義學習理論[3]，提倡在教師指導下，以學習者為中心的學習。認為知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景下，借助其他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。因此，建構主義學習理論主張以學生觀、教學觀、知識觀和學習觀作為四個基本觀點。

（二）同伴教學法

建構主義學習理論指導下的教學方法主要有支架式教學[4]、拋錨式教學[5]、隨機進入教學[6]和同伴教學[7]等。其中，同伴教學法強調以學生為中心，通過使用專門設計的用于揭示學生概念錯誤和引導學生深入探究的測試題，調動學生在已有知識基礎上獨立思考，積極參與教學過程，進而在同伴交流討論中主動建構獲得知識。特別是在大班課堂教學中，可以有效地提高學生參與度，具有低投入高產出的教學效果。同伴教學的實施過程如圖1所示。

基于上述思想和方法，我們構建了COME模型，如圖2所示。該模型以學生為中心，由課堂（Classroom）、觀點（Opinion）、方法（Method）和要素（Element）四個單元構成，遵循學生觀、教學觀、知識觀和學習觀之間的內在規律，發揮學生、教師、教材和教學媒體之間的作用和優勢，采用同伴教學法，營造良好的課堂學習情境，不斷促進學生對知識的主動探索和主動建構。

（一）課程目標與教學設計

光電子技術課程是我校一門重要的專業必修課，授課對象為光電信息科學與工程專業學生，總共48學時，其中線上8學時。按照工程教育專業認證的標準進行教學設計，提升課程高階性、創新性和挑戰度[8]，促進學生獲取光電子器件技術與工程、光電功能材料與技術等方面的基本知識，培養學生解決光電子器件復雜工程問題的創新能力，塑造學生具備可持續發展理念，有創新創業意識，愿意并有能力為社會服務的價值理念，如表1和表2所示。

（二）基于翻轉課堂的同伴教學

課前采用線上學習的方式[9]，西南科技大學光電子技術課程認定為四川省精品在線開放課程，學生可根據教師布置的教學任務開展線上視頻學習，還可以通過學習通平臺進行線上討論和提問，從而激發主動學習的興趣，對課程中基本概念和原理的記憶和理解起到強化的作用[10]。另外，教師也可以在后臺系統統計學生線上預習情況，為后面課堂教學做好準備。

課堂主要分為五個環節：知識點講解、學生問答、第一次發布測試題、同伴討論、第二次發布測試題。首先是知識點講解環節，教師用5-10分鐘對本次課的重要知識點進行梳理。隨后是問答環節，學生就線上學習遇到的問題進行提問，教師負責糾正學生的錯誤理解。接下來，教師在學習通系統第一次發布測試題，要求學生在2-3分鐘內獨立完成并提交答案，題目是圍繞光電子技術中關鍵概念設計的，一般是選擇題和判斷題，例題如下所示。教師根據答題情況，安排學生就近分組討論3-5分鐘。討論之后，教師在學習通系統第二次發布測試題，學生再次發送個人答案，教師可根據學生答題情況安排下面的教學內容。此外，我們將同一道測試題目，在兩個不同教學班級中發布，根據收集、統計和分析課堂學生答題情況，可以看出兩個班學生對基礎概念的理解程度。因此，我們在教學過程中就可以分別制定兩個班的教學進度。

例：2018年諾貝爾物理學獎是關于產生超強超短激光脈沖的啁啾脈沖放大技術，其基本過程：首先將初始激光脈沖展寬，使得脈沖在（ ?）上被拉寬以降低峰值功率;隨后展寬脈沖進入增益介質進行放大，增益介質材料此時不受損傷;最后，放大脈沖被壓縮，脈沖峰值功率得到極大的提高。選項為：A空間、B時間、C波長、D振幅。

課后通過學習通平臺，教師根據每位學生課前、課堂的參與情況，發布具有一定挑戰度的、開放性的復雜工程探究題目，以科技競賽、學術論文、國際會議和發明專利等為契機，充分調動學生討論、分析、評價的積極性，對評價和創造等高層次的學習目標可起到輔助和強化的作用。

三、數據與分析

本課程采用結構化評價體系，如表3所示。

（一）課程成績分析

圖3為近三年光電子技術課程達成度分析。可以看出，課程目標達成度和畢業要求達成度均呈現遞增的趨勢，2016年、2017年和2018年，課程目標達成度分別為75%、77%和80%，畢業要求達成度分別為72%、76%和80%，均已達成，說明同伴教學法在光電子技術課程中實踐后，學生的課程成績有明顯提高。

（二）課堂學生參與度分析

（三）綜合能力分析

四、結束語

基于建構主義學習理論，在翻轉課堂教學模式下，采用同伴教學法在光電子技術課程教學中的應用與實踐，建立了COME育人模型，實踐結果表明：同伴教學法不僅能提高光電子技術課程的高階性、創新性和挑戰度，特別是可以有效促進光電信息科學與工程專業大班教學的互動性。另外，還能提高學生學習的主動性和探究性，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。

參考文獻：

[1]習近平.決勝全面建成小康社會 奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告[R].中國政府網，http：//www.gov.cn/zhuanti/2017-10/27/content_5234876.htm.

[2]三部門印發《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》的通知[EB/OL].中國政府網，http：//www.gov.cn/xinwen/2018-08/27/content_5316809.htm.

[3]皮亞杰.發生認識論原理[M].北京：商務印書館，2011.

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[9]張國榮.基于深度學習的翻轉課堂教學模式實踐[J].高教探索，2016（3）：87-92.

[10]安德森.布盧姆教育目標分類學：分類學視野下的學與教及其測評（完整版）（修訂版）[M].蔣小平，譯.北京：外語教學與研究出版，2009.